红土镍矿硫酸熟化焙烧—水浸浸出液中回收镍钴等有价金属的研究

论文摘要

随着可用于火法处理的含镍钴的硫化矿逐渐枯竭,使得适用于湿法处理的红土镍矿的研究已经受到了越来越多的关注。经过不同的湿法浸出过程,镍、钻、锰、铁、铬、铝等金属以金属盐的形式进入浸出液中,因此,采取一种经济合理的除杂流程以回收其中的镍钴等有价金属对于整个红土镍矿的处理过程具有重要的意义。本研究对象为对来自菲律宾的褐铁矿型红土镍矿采用硫酸熟化焙烧-水浸工艺处理得到的多金属离子溶液。分析溶液的成分表明浸出液中Fe3+、A13+含量高,且同时存在不同含量的Cr3+、Zn2+、Cu2+Ca2+、Mg2+、Mn2+等杂质离子。针对浸出液成分复杂,杂质离子多的特点,对比不同方法的优缺点,本研究采用水解沉淀分离Fe3+、A13+、Cr3+-氟化盐沉淀分离Ca2+、Mg2+-硫化沉淀分离Zn2+、Cu2+-氧化沉淀分离Mn2+的四步法分离其中的杂质离子,得到了较纯净的含Ni2+Co2+及少量金属离子杂质的溶液。通过单因素实验确定了各步的最佳工艺,并得到了最优的实验结果。采用水解共沉淀的方法分离Fe3+、A13+、Cr3+,在优化条件下,Fe3+、A13+、Cr3+的沉淀率分别为99.6%、99.4%、92.2%,溶液中剩余的Fe3+、A13+、Cr3+浓度分别低于0.05g/L、0.03 g/L及0.04 g/L。采用氟化盐沉淀法分离Ca2+、Mg2+,钙镁的沉淀率分别可达到88.91%和93.07%,溶液中的Ca2+、Mg2+浓度可降至0.03g/L和0.07g/L以下采用硫化沉淀法分离了其中的Zn2+、Cu2+,锌铜的沉淀率分别可达到99.5%和99.9%以上,溶液中剩余Zn2+、Cu2+的浓度分别低于0.002g/L和0.001g/L。最后通过氧化沉淀法分离了溶液中的Mn2+,沉淀率为99.9%以上,溶液中残余的Mn2+浓度低于0.004g/L。最后得到的为含Ni2+、Co2+以及少量金属离子杂质的溶液。整个流程镍钴的回收率分别可达到90%和85%以上。本研究针对原料特点,确定了各工艺的最优工艺条件,为工业化生产实践提供了技术方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 镍的性质及用途
• 1.1.1 镍的性质
• 1.1.2 镍的用途
• 1.2 镍红土矿资源分布及特点
• 1.2.1 镍红土矿资源分布
• 1.2.2 镍红土矿资源特点
• 1.3 镍红土矿处理工艺
• 1.3.1 火法工艺
• 1.3.2 湿法工艺
• 1.3.3 其它工艺
• 1.4 含镍浸出液的净化技术现状
• 1.4.1 化学净化法
• 1.4.2 溶剂萃取法
• 1.4.3 离子交换法
• 1.4.4 液膜分离法
• 1.4.5 净化分离技术的应用
• 1.5 本论文工作的意义和主要内容
• 第二章 水解共沉淀法分离铁、铝、铬的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验原料与仪器
• 2.2.1 实验原料及试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.3 实验内容
• 2.3.1 实验原理
• 2.3.2 实验流程
• 2.3.3 结果与讨论
• 2.4 本章小结
• 第三章 氟化盐沉淀法分离钙、镁的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验原料与仪器
• 3.2.1 实验原料及试剂
• 3.2.2 实验仪器
• 3.3 实验内容
• 3.3.1 实验原理
• 3.3.2 实验流程
• 3.3.3 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 第四章 硫化沉淀法分离锌、铜的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验原料与仪器
• 4.2.1 实验原料及试剂
• 4.2.2 实验仪器
• 4.3 实验内容
• 4.3.1 实验原理
• 4.3.2 实验流程
• 4.3.3 结果与讨论
• 4.4 本章小结
• 第五章 氧化沉淀法分离锰的研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验原料与仪器
• 5.2.1 实验原料及试剂
• 5.2.2 实验仪器
• 5.3 实验内容
• 5.3.1 实验原理
• 5.3.2 实验流程
• 5.3.3 结果与讨论
• 5.3.4 沉淀机理及动力学研究
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与建议
• 6.1 总结
• 6.2 建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果